Что такое параллелизм в Java?
В современном мире все быстро развивается. В каждом и во всем всегда есть область улучшения. Так же и в случае с нашим языком программирования. Сегодня, с нашими современными технологиями, мы ожидаем, что все будет сделано легко и быстро. Для одновременного выполнения нескольких действий или одновременного выполнения нескольких действий возникла концепция параллелизма. Так что же на самом деле означает параллелизм, для чего он нужен, зачем он нужен и многое другое. Мы постараемся коснуться таких вопросов и ответить на них в этой статье один за другим. Итак, давайте перенесем наше обсуждение на очень простой общий раздел, который является определением параллелизма. В этой теме мы собираемся узнать о том, что такое параллелизм в Java.
Определение параллелизма?
Так что же такое параллелизм? Ну, чтобы ответить на этот вопрос, давайте возьмем общий сценарий. Предположим, читая эту статью, вы пытаетесь сделать несколько вещей одновременно, может быть, вы тоже пытаетесь сделать заметку, может быть, вы пытаетесь понять это или думаете о чем-то другом. Проще говоря, вы пытаетесь делать несколько вещей параллельно. Вот что означает параллелизм. Параллелизм - это просто выполнение нескольких задач параллельно друг другу. Мы обсудим параллелизм в этой статье в рамках Java как языка программирования.
На самом деле, в Java или вообще в любом языке программирования, это поток, который отвечает за перенос параллелизма. Основная роль этих потоков заключается в облегчении параллельного выполнения задач. Между тем, давайте иметь базовое определение потока.
Так что же это за тема?
Поток - это легкий процесс со своим стеком вызовов. Тем не менее, поток имеет привилегию для доступа к общим данным из других потоков, выполняющихся в рамках того же процесса. В приложении Java мы можем использовать множество потоков для достижения параллельной обработки или параллелизма.
Теперь давайте перейдем к нашей следующей теме, которая
Параллелизм в определении Java?
Итак, в Java или любом другом языке программирования, таком как C # и т. Д., Все языки ООП имеют концепцию многопоточности. В Java у нас есть разные процессы, которые выполняются путем создания разных потоков для достижения параллелизма
Итак, после этого простого определения, давайте обсудим нашу новую тему:
Что делает Java-приложение параллельным?
Первый класс, который нужен для одновременного выполнения Java-приложения, - это класс java.lang.Thread. Класс java.lang.Thread отвечает за все концепции параллелизма в языке программирования Java. После этого у нас есть интерфейс java.lang.Runnable для абстрагирования поведения потока от класса потока.
Другой класс, который нам понадобится для создания расширенного приложения, будет использоваться из пакета java.util.concurrent, добавленного в Java 1.5.
Теперь, с этим, мы подошли к новому вопросу:
Действительно ли Java Concurrency настолько прост?
Похоже, что реализовать параллелизм в Java довольно просто. Тем не менее, это действительно не так. Давайте посмотрим на это.
Наше обсуждение выше обычно создает впечатление, что параллелизм - это действительно простая, хорошая концепция, и ее довольно легко реализовать. Что ж, если мы будем лучше отслеживать и пытаться понять это, мы обнаружим, что для этого требуется хорошее понимание основных концепций, а также полное понимание того, чего нам нужно достичь.
Если мы сравниваем параллельные приложения и однопоточное приложение, мы обычно обнаруживаем, что параллельное приложение является сложным с точки зрения проектирования и понимания. Код, выполняемый несколькими потоками, требует особого внимания и ресурсов для доступа к общим данным. Ошибки, появляющиеся из-за неправильной синхронизации потоков, трудно отладить и исправить. Кроме того, в большинстве сценариев эти ошибки не идентифицируются на начальном этапе, фактически, они обнаруживаются в расширенном режиме, который еще труднее воспроизвести.
Помимо ошибок и распространенных дефектов, параллельные потоки требуют больше ресурсов для запуска приложения
Проблемы и улучшение параллелизма - объяснение с примером
Таким образом, в основном есть два типа проблем, которые назначаются из-за параллелизма. Эти проблемы можно разделить на две категории.
- Ошибки интерференции потоков
- Ошибки согласованности памяти
Давайте понимать каждого по одному
Ошибки интерференции потоков - давайте разберемся с простым примером.
Предположим, у нас есть функция счетчика, основная роль которой состоит в увеличении счетчика или числа. Теперь предположим, что у нас есть два потока, поток A и поток B. Предположим, что поток A считывает начальное значение как 0. Теперь следующие шаги выполняются последовательно.
- Поток A читает начальное значение как 0
- Поток B читает начальное значение как 0
- Thread A увеличить значение на 1. Новое значение теперь 1
- Поток B также параллельно увеличивает значение до 1.
- Поток A записывает обновленное значение, равное 1, в ячейку памяти
- Поток B также повторяет тот же шаг, который записывается в ячейку памяти с обновленным значением 1
Так что здесь возникает проблема. Два потока A и B выполняют код дважды, и ожидаемое значение равно 2, но отражается значение 1. Это главная проблема, которую могут вызвать несколько потоков
Как это можно решить?
Ошибки интерференции потоков могут быть устранены путем синхронизации доступа к общим переменным. Нам нужно синхронизировать обновленные значения между общими данными
С этим давайте посмотрим на второй тип ошибки
Ошибки согласованности памяти
Ошибки несогласованности памяти обычно возникают, когда разные потоки пытаются прочитать или имеют несовместимые представления для одного и того же фрагмента данных. Это обычно происходит, когда первый поток обновляет некоторые общие данные, и это обновленное значение не распространяется на второй или другие потоки, и они читают старые данные.
Давайте посмотрим, почему это произошло?
Ну, может быть много причин этого. Обычно компилятор обычно выполняет несколько оптимизаций приложения для повышения производительности. Он также может обновлять последовательности команд для оптимизации производительности. Даже обычно процессоры также пытаются оптимизировать коды, например, процессор может считывать текущее значение переменной из кэш-памяти или временного регистра вместо основной памяти
Вывод - что такое параллелизм в Java?
Параллельность - очень важная особенность любого языка ООП. Потоки дают нам возможность выполнять несколько процессов параллельно друг другу. Это помогает нам быстрее выполнять нашу сложную задачу. Однако у плюсов у параллелизма тоже мало минусов. Использование многопоточности приводит к интенсивному использованию ресурсов.
Рекомендуемые статьи
Это было руководство к тому, что такое параллелизм в Java. Здесь мы обсудили проблемы и улучшение параллелизма на примере. Вы также можете просмотреть наши другие предлагаемые статьи, чтобы узнать больше -
- Что такое многопоточность в Java?
- Как подключить базу данных в Java?
- Что такое многопоточность в Java?
- Что такое J2EE?